CN217496448U - 基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，包括五通轴，五通轴外同轴心转动设置有相互同步连接的第一内齿圈、传力套、输出套和牙盘；还包括第一太阳轮、第一行星轮架和第一行星轮；第一内齿圈、第一太阳轮、第一行星轮架和第一行星轮构成一个行星轮系；且第一太阳轮为固定件；五通轴通过第一超越离合器传动配合第一行星轮架；本实用新型采用行星轮系增速机构对人力输出起到增速作用，同时降低用户的踏空感；另一套行星轮系能有效降低电动机的扭矩负载，使电机能以高转速低扭矩输出；两个行星轮系的搭配使其传动系统的结构更加紧凑，空间利用率高。

Description

基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机

技术领域

本实用新型属于助力自行车领域。

背景技术

助力自行车由于多了一套电机辅助输出的系统，能有效降低骑行者的疲劳程度；骑行助力自行车时，踩踏扭矩与电动输出扭矩是正相关的，如果人力部分踩踏扭矩过大时，容易有一种踏空的感觉，造成人力部分使不上力，增速效果有限。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，结构紧凑，放大电机输出扭矩，且对人力输出起到增速的作用。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，包括五通轴，所述五通轴外同轴心转动设置有相互同步连接的第一内齿圈、传力套、输出套和牙盘；

还包括第一太阳轮、第一行星轮架和第一行星轮；所述第一内齿圈、第一太阳轮、第一行星轮架和第一行星轮构成一个行星轮系；且所述第一太阳轮为固定件；所述五通轴通过第一超越离合器传动配合所述第一行星轮架；

还包括电机输出单元，所述电机输出单元的传动系统末端通过第二超越离合器与输出套传动配合。

进一步，输出套的两端分别通过第一花键和第二花键与所述传力套和牙盘同步连接。

进一步，电机输出单元包括与五通轴同轴心的电机转子和电机定子。

进一步，电机输出单元的传动系统包括第二太阳轮、第二行星轮、第二行星轮架和第二内齿圈；所述第二太阳轮、第二行星轮、第二行星轮架和第二内齿圈构成一个行星轮系；所述第二太阳轮与所述电机转子同步连接，所述第二内齿圈为固定件，所述第二行星轮架通过所述第二超越离合器传动配合所述输出套。

进一步，所述传力套与第一内齿圈一体化连接。

进一步，还包括能检测传力套或第一内齿圈的所受力矩和转速的传感器。

进一步，第二行星轮包括同轴心一体化的大齿轮和小齿轮；所述大齿轮啮合所述第二太阳轮，所述小齿轮啮合第二内齿圈。

进一步，电机转子外还设置有机箱，所述机箱的两端通过法兰螺栓连接有左端盖和右端盖，所述第一太阳轮固定在左端盖上，所述第二内齿圈固定在右端盖上；所述左端盖的轴心处通过第一轴承转动配合五通轴，所述右端盖通过第二轴承转动配合输出套，所述输出套通过第三轴承转动配合所述五通轴。

有益效果：本实用新型采用行星轮系增速机构对人力输出起到增速作用，同时降低用户的踏空感；另一套行星轮系能有效降低电动机的扭矩负载，使电机能以高转速低扭矩输出；两个行星轮系的搭配使其传动系统的结构更加紧凑，空间利用率高。

附图说明

附图1为本装置的传动结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1所示的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，包括五通轴30，五通轴30的两端连接脚踏曲柄，用于人力脚踏板驱动，五通轴30外同轴心转动设置有相互同步连接的第一内齿圈6、传力套20、输出套16和牙盘12；为了更好的装配，具体的连接方式是：输出套16的两端分别通过第一花键19和第二花键60与传力套20和牙盘12同步连接；传力套20与第一内齿圈6一体化连接；

还包括第一太阳轮2、第一行星轮架4和第一行星轮5；第一内齿圈6、第一太阳轮2、第一行星轮架4和第一行星轮5构成一个行星轮系；且第一太阳轮2为固定件；五通轴30通过第一超越离合器3传动配合第一行星轮架4；第一内齿圈6、第一太阳轮2、第一行星轮架4和第一行星轮5所构成一个行星轮系起到提高脚踏阻力，并增速的作用，避免“踏空”感。

还包括电机输出单元，电机输出单元的传动系统末端通过第二超越离合器14与输出套16传动配合；具体的结构如下：

电机输出单元包括与五通轴30同轴心的电机转子8和电机定子7；电机输出单元的传动系统包括第二太阳轮15、第二行星轮10、第二行星轮架13和第二内齿圈41；第二太阳轮15、第二行星轮10、第二行星轮架13和第二内齿圈41构成一个行星轮系；第二太阳轮15与电机转子8同步连接，第二内齿圈41为固定件，第二行星轮架13通过第二超越离合器14传动配合输出套16；从外第二行星轮10包括同轴心一体化的大齿轮10.1和小齿轮10.2；大齿轮10.1啮合第二太阳轮15，小齿轮10.2啮合第二内齿圈41，大齿轮的齿数要大于小齿轮的齿数，其目的是为了进一步增强行星轮系的减速比，从而有效降低电动机的扭矩负载，使电机能以高转速低扭矩输出。

还包括能检测传力套20或第一内齿圈6的所受力矩和转速的传感器；用于测转速的传感器为霍尔转速传感器，用于测扭矩的传感器例如德国NCTE品牌的型号为FC-SBBRT的扭矩传感器就是其中的一种，霍尔转速传感器和扭矩传感器在助力自行车领域已经得到普遍的应用。

电机转子8外还设置有机箱9，机箱9的两端通过法兰螺栓连接有左端盖1和右端盖31，第一太阳轮2固定在左端盖1上，第二内齿圈41固定在右端盖31上；左端盖1的轴心处通过第一轴承32转动配合五通轴30，右端盖31通过第二轴承33转动配合输出套16，输出套16通过第三轴承17转动配合五通轴30。

只有电机输出时：电机转子8输出的扭矩经过第二太阳轮15、第二行星轮10、第二行星轮架13和第二内齿圈41构成一个行星轮系放大后通过第二超越离合器14传递给输出套16，最终输出套16带动齿盘12，从而带动自行车行驶；与此同时由于没有人力驱动，第一超越离合器3为脱开状态，五通轴30不转动。

只有人力输出时：人力对五通轴30施加扭矩，人力输入五通轴30的扭矩经第一太阳轮2、第一行星轮架4和第一行星轮5；第一内齿圈6、第一太阳轮2、第一行星轮架4和第一行星轮5所构成行星轮系增速后通过第一超越离合器3传递到传力套20并同步给输出套16，最终输出套16同步带动齿盘12，从而带动自行车行驶；与此同时由于没有电机转子8输出，第二超越离合器14为脱开状态；

助力模式下：人力对五通轴30施加扭矩，人力输入五通轴30的扭矩经第一太阳轮2、第一行星轮架4和第一行星轮5；第一内齿圈6、第一太阳轮2、第一行星轮架4和第一行星轮5所构成行星轮系增速后通过第一超越离合器3传递到传力套20并同步给输出套16；与此同时力矩传感器感应到传力套20上有扭矩后向控制器发送一个信号，随后控制器驱动电机转子8转动，电机转子8输出的扭矩经过第二太阳轮15、第二行星轮10、第二行星轮架13和第二内齿圈41构成一个行星轮系放大后通过第二超越离合器14传递给输出套16；最后输出套16将来自人力和电机两部分的扭矩共同传递给齿盘12，从而带动自行车行驶，起到助力的效果；与此同时速度传感器检测到过速时，自动控制降低电机输出功率，避免过速。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：包括五通轴(30)，所述五通轴(30)外同轴心转动设置有相互同步连接的第一内齿圈(6)、传力套(20)、输出套(16)和牙盘(12)；

还包括由所述第一内齿圈(6)、第一太阳轮(2)、第一行星轮架(4)和第一行星轮(5)所构成一个行星轮系；第一太阳轮(2)为固定件；五通轴(30)通过第一超越离合器(3)传动配合第一行星轮架(4)；还包括电机输出单元，电机输出单元的传动系统末端通过第二超越离合器(14)与输出套(16)传动配合。

2.根据权利要求1所述的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：输出套(16)的两端分别通过第一花键(19)和第二花键(60)与所述传力套(20)和牙盘(12)同步连接。

3.根据权利要求2所述的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：电机输出单元包括与五通轴(30)同轴心的电机转子(8)和电机定子(7)。

4.根据权利要求3所述的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：电机输出单元的传动系统包括第二太阳轮(15)、第二行星轮(10)、第二行星轮架(13)和第二内齿圈(41)；所述第二太阳轮(15)、第二行星轮(10)、第二行星轮架(13)和第二内齿圈(41)构成一个行星轮系；所述第二太阳轮(15)与所述电机转子(8)同步连接，所述第二内齿圈(41)为固定件，所述第二行星轮架(13)通过所述第二超越离合器(14)传动配合所述输出套(16)。

5.根据权利要求1所述的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：所述传力套(20)与第一内齿圈(6)一体化连接。

6.根据权利要求4所述的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：还包括能检测传力套(20)或第一内齿圈(6)转速和力矩的传感器。

7.根据权利要求4所述的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：第二行星轮(10)包括同轴心一体化的大齿轮(10.1)和小齿轮(10.2)；所述大齿轮(10.1)啮合所述第二太阳轮(15)，所述小齿轮(10.2)啮合第二内齿圈(41)。

8.根据权利要求7所述的基于双行星轮系传动的助力自行车中置电机，其特征在于：电机转子(8)外还设置有机箱(9)，所述机箱(9)的两端通过法兰螺栓连接有左端盖(1)和右端盖(31)，所述第一太阳轮(2)固定在左端盖(1)上，所述第二内齿圈(41)固定在右端盖(31)上；所述左端盖(1)的轴心处通过第一轴承(32)转动配合五通轴(30)，所述右端盖(31)通过第二轴承(33)转动配合输出套(16)，所述输出套(16)通过第三轴承(17)转动配合所述五通轴(30)。

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